專利名稱：用于航天器的繩索張力在軌監測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于航天器運動繩索類機構技術領域，具體是用于航天器的繩索張力在軌監測裝置。
背景技術：
隨著航天器技術的發展，航天器上采用的運動繩索類部件應用日趨廣泛，具有精確監測繩索張力要求的裝置也隨之產生。國內外一般通用商業力傳感器主要有以下問題:1)力傳感器大都需要較為復雜的調理電路，重量和體積都大；2) 一般都是作為地面使用的，在空間使用的可靠性及環境對其影響都需要專項的試驗驗證；這些問題限制了繩索張監測技術在航天器等航天器上的使用，甚至也限制了相關活動部件在航天器上使用。隨著航天器輕量化的發展趨勢，要求航天器上各載荷的重量越來越小，因此，一般力測量技術使用的方式其重量和資源都較大。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種用于航天器的繩索張力在軌監測裝置。本發明是通過以下技術方案實現的。—種用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動組件、微動開關、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，其中，繩索繞著滾輪組件轉動，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設置在安裝套筒內，推桿的第一端在安裝套筒內滑動，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運動，齒輪齒條傳動組件將所述平移運動轉化為轉動，角位置傳感器測量齒輪齒條傳動組件的轉角，微動開關進行限位信號的觸發。所述滾輪組件包括滾輪支架、滾輪、軸承、套筒以及套筒軸，其中，軸承安裝在套筒軸上，套筒分別安裝在軸承的兩端，滾輪安裝在軸承上，滾輪支架安裝在滾輪的上方；所述推桿的第二端的端部穿過滾輪支架后與滾輪相連接，繩索繞在滾輪上。所述滾輪的繞線部分設有繞線糟。所述安裝套筒為壓縮彈簧提貯存及供活動空間，安裝套筒的底部開有對推桿具有導向作用的孔。所述滾輪組件包括滾輪支架，所述推桿的第一端為圓柱頭，所述推桿的第二端為方桿，其中圓柱頭可以在安裝套筒內滑動，方桿部分穿過安裝套筒底部的孔與滾輪支架相連。方桿的外形可以對滾輪支架的轉動進行限位，確保滾輪支架不會繞著安裝套筒軸線運動。所述滾輪組件包括滾輪支架，所述齒輪齒 條傳動組件包括相互嚙合的齒輪和齒條，所述齒輪安裝在滾輪支架的右側伸出臺上，所述角位置傳感器的輸出軸穿過齒輪的軸心，所述右側伸出臺上加工有用于調整齒條安裝位置的腰形孔。滾輪支架為滾輪組件提供安裝接口，其上部通過推桿與壓縮彈簧發生作用。滾輪支架初始位于下極限位置(其下端面與下防護罩接觸)，滾輪支架的上極限位置為其上端面與安裝套筒的下端面接觸的位置，隨著繩索上拉力的變化，滾輪支架即在這兩個極限位置上下運動。所述角位置傳感器為電阻式角位置測量傳感器，電阻式角位置測量傳感器的總機械行程為360。上述用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，還包括封裝在角位置傳感器、齒輪齒條傳動組件、微動開關、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件外部的下防護罩和上防護罩，所述下防護罩設有安裝接口。所述微動開關通過微動開關支架安裝在下防護罩的側壁上。本發明從產品適用性、溫度適應性、產品重量以及連接使用方式等角度考慮，提供了一種用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，該裝置具有以下有益效果:首先，本發明在設計過程中充分考慮航天器及繩索在軌的安裝和使用環境要求，通過設計，使張力在軌監測裝置具有繩索精確張力測量和監視、限位位置監測的功能，使該發明滿足航天器繩索張力監測的使用要求。其次，本發明在設計過程中充分考慮了加工安裝等因素，使整個機構具有接口簡單，質量較輕，可擴展性強等特點，只需對相關部件進行修改，就可以滿足不同航天器的安裝使用要求，具有較高的通用性。綜上所述，本發明提供的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其在軌增頻機構原理正確，具有繩索精確張力測量和監視、限位位置監測的功能，整個機構具有接口簡單，質量較輕，可擴展性強等特點，可以滿足不同航天器的安裝使用要求，具有較高的通用性，應用前景廣闊。
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:圖1為本發明提供的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置結構示意圖；圖2為本發明的張緊組件結構示意圖；圖3為本發明的上防護罩結構示意圖；圖中:I為下防護罩,2為角位置傳感器,3為齒輪齒條傳動組件,4為繩索,5為微動開關，6為安裝套筒,7為壓縮彈簧,8為推桿,9為滾輪支架，10為滾輪,11為軸承，12為微動開關支架，13為上防護罩，14為張緊組件。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改迸，這些都屬于本發明的保護范圍。
如圖1所示，本實施例提供了一種用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動組件、微動開關、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，其中，繩索繞著滾輪組件轉動，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設置在安裝套筒內，推桿的第一端在安裝套筒內滑動，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運動，齒輪齒條傳動組件將所述平移運動轉化為轉動，角位置傳感器測量齒輪齒條傳動組件的轉角，微動開關進行限位信號的觸發。所述設置在安裝套筒內壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件構成了本實施例的張緊組件。進一步地，所述滾輪組件包括滾輪支架、滾輪、軸承、套筒以及套筒軸，其中，軸承安裝在套筒軸上，套筒分別安裝在軸承的兩端，滾輪安裝在軸承上，滾輪支架安裝在滾輪的上方；所述推桿的第二端的端部穿過滾輪支架后與滾輪相連接，繩索繞在滾輪上。套筒保證安裝的定位和滾輪可靠地轉動，滾輪的直徑和寬度尺寸可依所要監測的具體繩索情況調
難
iF.0進一步地，所述滾輪的繞線部分設有繞線槽。進一步地，所述安裝套筒為壓縮彈簧提貯存及供活動空間，安裝套筒的底部開有對推桿具有導向作用的孔。壓縮彈簧初始安裝時具有一定的壓縮量，保證系統有一定的預緊，不會出現擺動的現象。進一步地，所述推桿的第一端為圓柱頭，所述推桿的第二端為方桿，其中圓柱頭可以在安裝套筒內滑動，方桿部分穿過安裝套筒底部的孔與滾輪支架相連。方桿的外形可以對滾輪支架的轉動進行限位，確保滾輪支架不會繞著安裝套筒軸線運動。進一步地,所述滾輪組件包括滾輪支架,所述齒輪齒條傳動組件包括相互哨合的齒輪和鑿條，所述鑿輪安裝 在滾輪支架的右側伸出臺上，所述角位置傳感器的輸出軸穿過齒輪的軸心，所述右側伸出臺上加工有用于調整齒條安裝位置的腰形孔。滾輪支架為滾輪組件提供安裝接口，其上部通過推桿與壓縮彈簧發生作用。滾輪支架初始位于下極限位置(其下端面與下防護罩接觸)，滾輪支架的上極限位置為其上端面與安裝套筒的下端面接觸的位置，隨著繩索上拉力的變化，滾輪支架即在這兩個極限位置上下運動。進一步地，所述角位置傳感器為電阻式角位置測量傳感器，其總機械行程為360°。電阻式角位置測量傳感器，其重量較輕，絕緣電阻及耐電壓值均滿足航天器上使用的要求。進一步地，上述用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，還包括封裝在角位置傳感器、齒輪齒條傳動組件、微動開關、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件外部的下防護罩和上防護罩，所述下防護罩設有安裝接口。進一步地，所述微動開關通過微動開關支架安裝在下防護罩的側壁上。微動開關對滾輪支架的上極限位置進行監測，由滾輪支架到達頂部后，滾輪支架的左側伸出臺觸發微動開關。微動開關支架與下防護罩的安裝位置加工有腰形孔供安裝位置進行調整。本實施例中，安裝套筒、滾輪支架、上防護罩、下防護罩均采用2A14T6加工而成，其尺寸主要由繩索及傳動部件的尺寸包絡確定；本實施例提供的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，通過支撐架與航天器本體進行安裝，其上有4個Φ6.5的光孔，通過4個M6的螺釘與航天器本體上預埋的螺孔相連，具體安裝位置可以根據情況調整；裝配時首先將推桿安裝進安裝套筒，壓縮彈簧再裝入，滾輪和軸承也要首先進行裝配，再將其與推桿相連接；滾輪的繞線部分加工有2mm寬度的繞線糟，中間的環與軸承的外圈相連。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。`
權利要求
1.一種用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動組件、微動開關、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，其中，繩索繞著滾輪組件轉動，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設置在安裝套筒內，推桿的第一端在安裝套筒內滑動，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運動，齒輪齒條傳動組件將所述平移運動轉化為轉動，角位置傳感器測量齒輪齒條傳動組件的轉角，微動開關進行限位信號的觸發。
2.根據權利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，所述滾輪組件包括滾輪支架、滾輪、軸承、套筒以及套筒軸，其中，軸承安裝在套筒軸上，套筒分別安裝在軸承的兩端，滾輪安裝在軸承上，滾輪支架安裝在滾輪的上方；所述推桿的第二端的端部穿過滾輪支架后與滾輪相連接，繩索繞在滾輪上。
3.根據權利要求2所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，所述滾輪的繞線部分設有繞線糟。
4.根據權利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，所述安裝套筒為壓縮彈簧提貯存及供活動空間，安裝套筒的底部開有對推桿具有導向作用的孔。
5.根據權利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，所述滾輪組件包括滾輪支架，所述推桿的第一端為圓柱頭，所述推桿的第二端為方桿，其中圓柱頭可以在安裝套筒內滑動，方桿部分穿過安裝套筒底部的孔與滾輪支架相連。
6.根據權利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌 監測裝置，其特征在于，所述滾輪組件包括滾輪支架，所述齒輪齒條傳動組件包括相互嚙合的齒輪和齒條，所述齒輪安裝在滾輪支架的右側伸出臺上，所述角位置傳感器的輸出軸穿過齒輪的軸心，所述右側伸出臺上加工有用于調整齒條安裝位置的腰形孔。
7.根據權利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，所述角位置傳感器為電阻式角位置測量傳感器，電阻式角位置測量傳感器的總機械行程為360°。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，還包括封裝在角位置傳感器、齒輪齒條傳動組件、微動開關、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件外部的下防護罩和上防護罩，所述下防護罩設有安裝接口。
9.根據權利要求8所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，所述微動開關通過微動開關支架安裝在下防護罩的側壁上。
10.根據權利要求9所述的用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，其特征在于，微動開關支架與下防護罩的安裝位置設有用于安裝位置調整的腰形孔。
全文摘要
本發明公開了一種用于航天器的繩索張力在軌監測裝置，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動組件、微動開關、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，繩索繞著滾輪組件轉動，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設置在安裝套筒內，推桿的第一端在安裝套筒內滑動，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運動，齒輪齒條傳動組件將所述平移運動轉化為轉動，角位置傳感器測量齒輪齒條傳動組件的轉角，微動開關進行限位信號的觸發。本發明解決了航天器上繩索部件上的張力需要精確監測的問題。同時該裝置還具有質量輕、調試簡單、體積小、安全性高及功耗低等優點，有效保證了繩索張力在軌監測的可靠性和適用性。
文檔編號G01L5/10GK103245451SQ20131014799
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者周徐斌, 薛景賽, 王智磊, 王萌, 杜三虎 申請人:上海衛星工程研究所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
